高铁时代甘肃省中心城市可达性演变特征分析*

王天睿 陆玉麒，2，3

高铁时代甘肃省中心城市可达性演变特征分析*

王天睿1陆玉麒1，2，3

（1.南京师范大学地理科学学院，210023，南京；2.江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心，210023，南京；3.虚拟地理环境教育部重点实验室（南京师范大学），210023，南京//第一作者，硕士研究生）

高铁时代，铁路网的完善与高速铁路建设对沿线中心城市可达性变化产生重要影响。选取2008年、2015年及2025年作为时间断面，以甘肃省14个地级市及全国交通数据为基础，应用可达性技术分析方法对高铁通车前后沿线中心城市的交通可达性演变进行研究。研究结果表明：2025年高铁时代，中心城市之间的交通可达性水平显著提高；沿线中心城市对周围地区辐射影响增强；宝兰客运专线建成使得天水至西安段交通可达性增幅超两倍；兰渝高铁的建成缩短甘肃省至中部及南方大部分省份时间，实现地理时空有效收敛。“一带一路”背景下，研究可达性演变有利于廓清各地市空间发展导向，明晰省内各地区和省际地区间的联系，为区域空间发展战略的制定提供参考。

高速铁路；甘肃省；中心城市；可达性

AbstractThe improvement of railway network and the construction under the age of high-speed railway have important influence on the changes of the central cities accessibility along the lines.Taking three years of 2008，2015 and 2025 as a time section，based on the traffic data of 14 central cities in Gansu Province and all the nation of China respectively,traffic accessibility evolution of the central cities along high-speed railway lines before and after the opening of high-speed railway is studied by using the accessibility technology analysis method.The result shows that，the construction of high speed railway will enhance the traffic accessibility level of the central cities in Gansu Province significantly about the year of 2025，the radiation effect of central cities along the high-speed railway lines to the surrounding areas will be also increased.For instance,the opening of Baoji-Lanzhou passenger special line has doubled the traffic accessibility of the section between Tianshui City and Xi′an City.Against the background of the Belt and Road Initiative,the study of accessibility evolution aims to clarify the urban space development orientation in Gansu Province，the relationship between regional and provincial regions，to provide a reference for the regional spatial development strategy.

Key wordshigh-speed railway； Gansu Province； central cities；accessibility

First-Author′s address School of Geography Science，Nanjing Normal University，210023，Nanjing，China

铁路网的完善与高速铁路的建设，将对沿线中心城市的可达性产生重要影响。可达性指一个地点到另一个地点的便捷程度［1］，由Hansen在1959年首次提出［2］，之后成功应用于交通地理、城市规划等研究中，并得到不断深化和完善。

可达性是评价交通便利程度及区域联系的一项重要指标，国外关于铁路可达性研究主要集中于地域空间效应和时间空间变化研究［3］，涉及空间时间尺度的可达性演变研究［4］、基于可达性的社会经济研究等［5］。国内学者对铁路可达性研究主要集中于受其影响的区域间的经济联系变化及空间格局变化［6］，分析铁路建设对沿线地区社会经济的影响［7］。如文献［8］利用加权平均旅行时间探讨高速铁路建设对河南省沿线城市可达性及经济联系的影响，文献［9］以汉宜高速铁路为例，利用加权平均旅行时间和距离引力模型测量城市经济联系强度，分析高铁通过区域各城市经济发展方向。由研究成果来看，近年来，我国轨道交通可达性研究主要集中在长三角、东部发达地区［10-11］。西北地区的路网可达性分析较多涉及公路路网［12］。

甘肃省位于“丝绸之路”黄金带，旅游资源丰富。可预见高速铁路建设给甘肃省带来的经济效益在“一带一路”整体建设中将尤为凸显。本文从时间尺度和空间尺度对甘肃省中心城市空间格局演变和发展规律进行分析，总结出基于可达性的甘肃省中心城市空间格局演变特征，进而提出高铁时代甘肃省中心城市空间格局优化的对策措施。

1 数据和方法

1.1 研究区域概况

甘肃省处于我国西部地区黄河上游段，地形起伏，滑坡泥石流较多，铁路建设难度较高。经过甘肃省的铁路线有陇海线、兰新线、包兰线及兰青线等。兰新高铁（兰新二线）于2008年列入规划，2015年正式投入使用。兰新高铁的通车标志着甘肃进入高铁时代。徐兰客运专线预计于2017年通车，将打通兰州至中国东部通道，缩短客运时间。兰渝快速铁路是连接中国西北与西南的重要铁路干线，建成后，重庆与兰州的铁路运输距离及时间将大幅缩短。成兰高铁（含兰州至合作段）建设已列入规划，预计2019年通车。成兰高铁的通车将结束甘南及临夏两州无铁路的历史。在建铁路及已有规划的铁路预计于2023年全部通车，届时甘肃省将实现中心城市铁路全覆盖，以交通大动脉建设支撑经济社会的升级发展。为更好进行研究，本文选取具有典型代表意义的2008年、2015年及2025年作为分析研究年份。

1.2 数据来源

本文以国家1∶400万基础地理数据为基础，经配准后，矢量化交通路网及研究区域。路网数据分别来源于《中国铁路营业线路》（2008版及2015版）及《中长期铁路规划（2016-2030）》。

选取甘肃省的14个地级市作为甘肃省的中心城市来研究其省内可达性。研究省际可达性时，选取甘肃省兰州、天水、庆阳及酒泉等4个城市作为省内主要研究区域；依据国家中心城市和国家区域中心城市划分，选取北京、上海、广州、重庆，沈阳、武汉、成都、西安等8个中心城市，及西宁、乌鲁木齐、银川等3个甘肃周边省的省会城市作为省外研究对象。由于本文旨在分析高铁时代铁路建设对甘肃省中心城市可达性影响，因此假设研究期内其他交通路网未发生重大变化。

1.3 研究方法

本文采用文献［13］的观点，使用可达性分析方法中的最短时间距离对中心城市可达性范围进行讨论和研究。依据现实背景并结合数据的获取情况，将值C=；其中v为不同等级铁路的设定列车速度，km/h。则节点i的平均可达性指数Ai测算为：甘肃省铁路交通网络进行矢量化和配准。设定栅格大小为500 m。每个栅格设定其时间成本值，选定出行500 m需要的时间（以s计算）。时间成本的参考

式中：

j——区域中的栅格；

n——栅格总数；

Tij——从i点到j栅格的最短时间距离。

Ai值越小，其可达性越好。根据JTGB 01—2014《中华人民共和国公路工程技术标准》，结合甘肃省铁路路网质量与密度，高速铁路列车实际运行速度有250 km/h及200 km/h两种，普通铁路列车实际运行速度有160 km/h及100 km/h两种。铁路未覆盖地区按此方法设公路运行速度赋值，作为辅助交通方式。无铁路站点覆盖城市选择公路或至最优中心城市换乘铁路。参照文献［14］，由于铁路和高速公路均具有一定的封闭性，故只有站点位置或互通口才能与周边地区发生联系。

2 省内可达性

利用可达性评价方法进行测算，得到2008年、2015年及2025年甘肃省各中心城市小时交流圈图（见图1），并获取甘肃省内中心城市可达性的数据（见表1～3）。

2.1 中心城市至周边地区可达性显著改善

由图1可知，2008年以前，甘肃铁路布局较单一，且都为普速铁路。这一阶段被称为低等级铁路阶段，外围地区至中心城市的最短耗时接近12 h，耗时4～6 h的区域面积较大，交通可达性亟待改善。随着甘肃省交通路网完善及第一条高速铁路的建成，至2015年，甘肃全省的可达性得以明显改善，酒泉市绝大部分区域至中心城区的耗时缩短至5 h以内。至2025年，甘肃省高铁骨干网络建成，进入高铁时代，各中心城市至外围区域的可达性迅速提升。届时多条铁路快速通道将建成通车，外围地区至中心城市所花费的最长时间为7.3 h，中心城市至周围地区1 h圈范围占全省面积的比例超过了60%，1～3 h圈的范围覆盖了全省的绝大部分区域。

图1 甘肃省中心城市小时交流圈图

2.2 中心城市间可达性明显提高

由表1～表3可知，2008年、2015年、2025年，中心城市间的可达性指数最大值分别为20.28 h、13.68 h及10.77 h，最多相差47%；中心城市至其它城市的平均可达性指数最大值分别为12.25 h、9.18 h及7.42 h，最多相差39%。计算发现，3个研究年份的城市两两可达性指数平均值分别为8.31 h、5.92 h及4.20 h，2015年和2025年度可达性指数平均值分别减少2.39 h和1.72 h。到2025年的高铁时代，甘肃省三分之二的中心城市有快速铁路或高铁经过，尤其是兰渝线、兰新线、兰州至张掖铁路三四线、宝兰客运专线等设计速度达250 km/h以上的高速铁路，将途经甘肃省内9个中心城市，给各城市间带来的时空压缩效应十分明显。

表1 甘肃省中心城市间省内可达性指数矩阵（2008年） h

表2 甘肃省中心城市间省内可达性指数矩阵（2015年）h

表3 甘肃省中心城市省内可达性指数矩阵（2025年）h

2.3 城市平均可达性改善差异较大

由图2可知，2008～2015年甘肃省城市平均可达性指数变化率最大的是嘉峪关市（59.5%），最小的是庆阳市（39.4%）。造成这一现象的原因是：①2015年嘉峪关市成为省内4个通高铁的城市之一，且其高铁站点距离兰州最远，故改观较大。②2015年庆阳与平凉两市的铁路路网尚不完善，交通仍由公路主导；至2025年，庆阳与平凉规划覆盖的铁路网也多为普速或快速铁路，故可达性改善差异不大。③由于自然环境、经济等因素造成的差异，至2025年甘肃省仍有近三分之一的城市路网稀疏。值得注意的是，嘉峪关、陇南、临夏、甘南等城市的可达性指数变化率都处于中上水平。这是由于嘉峪关、陇南、临夏、甘南等城市均位于甘肃省的较偏远地带，其2008年乃至2015年的省内可达性较差。这充分体现了交通建设的边际效应，即在交通欠发达地区投资的可达性效益要高于交通发达地区。

图2 甘肃省中心城市省内可达性指数2008—2025年变化率

3 省际可达性

甘肃省地形狭长，地级市较多。在计算省际可达性时，选取有代表性的兰州、天水、庆阳、酒泉等中心城市作为研究对象，主要依托铁路通道来计算到达省外中心城市的最短时间。以2008年、2015年及2025年作为研究年份，4个中心城市的省际可达性数据见表4～6。

3.1 中心城市对外可达性显著提高

由表4～6可知，甘肃省内中心城市与省外中心城市在2008年、2015年及2025年两两可达性指数最大值分别为 43.72 h、36.30 h、26.23 h，2025 年比2008年提高了40.0%；两两可达性最小值分别为4.51 h、1.08 h、1.05 h，2025年比 2008年提高了 76.7%；省内中心城市至省外中心城市的平均可达性指数最大值分别为 26.63 h、20.93 h、14.84 h，2025 年比 2008 年提高了44.3%。平均可达性指数最小值分别为19.31 h、15.71 h、9.94 h，2025年比 2008年提高了 48.5%。

表4 甘肃中心城市省际可达性指数（2008年）h

表5 甘肃中心城市省际可达性指数（2015年）h

表6 甘肃中心城市省际可达性指数（2025年）h

兰州市与省外中心城市的小时交流圈图如图3所示。由图3可知，2015年兰州市的省际可达性仍较差，交通耗时20 h以上所占区域面积较大。到2025年的高铁时代，兰州市的可达性明显提高，绝大部分地区交通耗时缩短至20 h以内。可见，从2015年至2025年，甘肃省交通从普速铁路主导阶段发展到“八横八纵”高铁繁荣阶段，其中心城市对外可达性显著提高。

图3 兰州市至省外中心城市的可达性

3.2 高铁时代中心城市对外可达性差异较均衡

至2025年高铁时代，徐兰客运专线通车，通过与兰新高铁衔接，缩短了甘肃省至北京、上海及乌鲁木齐等城市的耗时。兰州至北京及上海的耗时分别缩短至9.92 h和15.03 h，天水至西安及酒泉至乌鲁木齐的耗时仅为1.94 h和6.48 h。得益于兰渝高铁的建设，兰州至成都、重庆的耗时降为6.46 h和7.03 h，天水至广州的耗时压缩至17.91 h。京兰高速铁路的修建使得庆阳至沈阳的耗时下降为16.97 h。各中心城市对外到达时间缩短比例较接近，省际可达性水平提升步调一致。

4 结语

根据甘肃省交通发展阶段，选取2008年、2015年、2025年分析中心城市交通可达性演变；空间角度，从省内可达性与省际可达性两方面研究甘肃省中心城市可达性演变，方法手段体现了时间的延续性及区域的开放性，研究结果符合现实状况。高铁时代的到来，给甘肃省各中心城市可达性带来较大的改观，同时也引发一些思考。甘肃高铁建设相对落后于东部发达地区，通过模拟2025年高铁通车后可达性改观情况，对铁路建设给出以下建议：

（1）加强普速铁路路网覆盖，合理设计高速铁路路网。甘肃省与周边省区的铁路规模相比，里程较短、功能单一。在高铁时代，甘肃省应加强铁路路网覆盖，提高县级行政区路网覆盖率。考虑高速铁路建设费用问题，可合理改建、修建普速铁路，达到高铁通车要求，避免资源浪费。

（2）省内城际铁路修建较少，城市间联系不如华北及华东地区紧密。各中心城市间通行时间仍有较大的提升空间，例如，甘肃拥有多处世界文化遗产，应借助现有的“绚丽甘肃”中国铁路主题旅游项目，加开高品质旅游号列车、环形旅游列车等，利用高铁的时效便捷性，吸引更多游客旅游，发挥陆地优势，推动经济发展。

（3）个别城市的铁路网布局不合理。庆阳市虽是甘肃省GDP排名第二城市，但至2025年其高速铁路覆盖仍较少，其交通动脉建设不能很好支撑经济发展。这一点在制定新的轨道交通规划时应着重考虑。此外，依据铁路网规划，制定区域空间发展战略，还应考虑基于轨道交通可达性的城市影响范围，明晰各区域发展空间导向。

甘肃省内与省际中心城市可达性演变还有以下不足与展望：①高铁作为新兴的交通方式，其自身具有特殊性和复杂性；这对可达性评价方法提出了新的要求，可在后续研究中进一步完善。②本文分析了省内及省外可达性演变；现阶段，甘肃高铁尚处于初期发展阶段，可用数据有限；未来随着高速铁路网的逐渐完善，可结合GDP、人口等数据分析可达性带来的经济效应改变，开展更深入的研究。

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北京地铁明年可扫二维码进出站，今年9月1日起20个车站可线上购票

记者从市交通委了解到，自2017年9月20日起，北京轨道交通单程票互联网票务官方服务平台上线，乘客只要下载并开通手机APP“易通行”上的二维码刷闸功能，即可直接刷二维码乘坐地铁机场线。机场线只是试点线路，预计明年第一季度，地铁全路网都可实现APP购票，扫码进出站。目前，购票支付方式包括支付宝、京东，后续支付方式还会增多。据市交通委介绍，除了机场线，9月1日起，还有20个大客流车站也能实现线上购票、线下取票。分别是：五棵松、西单、天安门东、天安门西、王府井、大望路、前门、西直门、积水潭、东直门、崇文门、北京站、动物园、北京南站、南锣鼓巷、奥体中心、奥林匹克公园、北京西站、国贸、十里河站。目前，由于一些地铁老线实现二维码进出站还需对硬件系统进行升级改造，为此，预计到2018年一季度，北京地铁全网所有线路和车站才可实现手机刷二维码进出站。届时，初期阶段每个站点的“闸机群”，也就是每个出入口附近的一排闸机中，都将设置至少两个具有识别二维码功能的闸机。后续将根据乘客使用量、需求酌情增加。

（摘自2017年8月19日《北京晨报》，记者 曹晶瑞报道）

Evolution Analysis of Central Cities Accessibility in Gansu Province under the Age of High-speed Railway

WANG Tianrui，LU Yuqi

U.212.1；F512.7

10.16037/j.1007-869x.2017.09.002

2016-10-09）

*国家自然科学基金重点项目（41430635）；江苏高校优势学科建设工程资助项目（164320H101）